黑龙江全长4370公里，流域总面积194、3万平方公里。它自上游西出经漠河一直向东，然后转向东南经呼玛、黑河、逊克、嘉荫等市县继续前行，到达同江县之后接纳松花江又折向东，至抚远三角洲东北汇合乌苏里江后流入俄罗斯境内，在尼古拉耶夫斯克附近注入鄂霍次克海的鞑靼海峡。

黑龙江有南北两个源头，南源额尔古纳河，发源于大兴安岭西侧，此源又分为两支，其中源于大兴安岭西坡的海拉尔河为最长；北源石勒喀河，发源于蒙古人民共和国境内的肯特山麓。南北两源在洛古河村以西八公里处汇合之后形成黑龙江。